PEEK-polümeerkomposiitide Rockwelli kõvaduse testimine

PEEK (polüeetereeterketoon) on kõrgjõudlusega komposiitmaterjal, mis on valmistatud PEEK-vaigu ja tugevdusmaterjalide, näiteks süsinikkiu, klaaskiu ja keraamika kombineerimisel. Suurema kõvadusega PEEK-materjalidel on parem kriimustus- ja hõõrdumiskindlus, mistõttu sobivad need kulumiskindlate osade ja komponentide tootmiseks, mis vajavad suurt tuge. PEEK-i kõrge kõvadus võimaldab sellel säilitada oma kuju muutumatuna isegi pärast mehaanilist pinget ja pikaajalist kasutamist, mis võimaldab seda laialdaselt kasutada sellistes valdkondades nagu lennundus, autotööstus ja meditsiin.

PEEK-materjalide puhul on kõvadus oluline näitaja materjali võimest deformatsioonile vastu pidada väliste jõudude mõjul. Kõvadusel on otsustav mõju materjali jõudlusele ja rakendustele. Kõvadust mõõdetakse tavaliselt Rockwelli kõvaduse abil, eriti HRR-skaala abil, mis sobib keskmise kõvadusega plastide jaoks. Katse on mugav ja kahjustab materjali vähe.

Peeki polümeerkomposiitmaterjalide Rockwelli kõvaduse testimise standardites kasutatakse laialdaselt R-skaalat (HRR) ja M-skaalat (HRM), millest R-skaalat kasutatakse suhteliselt sagedamini.

Enamiku tugevdamata või madala tugevdusega puhaste Peek-materjalide puhul (nt klaaskiudude sisaldus ≤ 30%) on R-skaala tavaliselt eelistatud valik. Seda seetõttu, et R-skaala sobib suhteliselt pehmete plastide jaoks, puhaste Peek-materjalide kõvadus jääb üldiselt vahemikku umbes HRR110 kuni HRR120, mis jääb R-skaala mõõtevahemikku – võimaldades nende kõvaduse väärtuste täpset kajastamist. Lisaks on selle skaala andmetel tööstuses selliste materjalide kõvaduse testimisel suurem universaalsus.

Suure tugevdusega Peek-komposiitmaterjalide puhul (nt klaaskiu/süsinikkiu sisaldus ≥ 30%) kasutatakse nende suurema kõvaduse tõttu sageli M-skaalat. M-skaala rakendab suuremat katsejõudu, mis võib vähendada tugevduskiudude mõju süvenditele ja anda stabiilsemaid katseandmeid.

PEEK-polümeerkomposiitide Rockwelli kõvaduse testimine peab vastama standarditele ASTM D785 või ISO 2039-2. Põhiprotsess hõlmab teemantpinnile kindla koormuse rakendamist ja kõvaduse väärtuse arvutamist taande sügavuse põhjal. Testimise käigus tuleb pöörata erilist tähelepanu proovi ettevalmistamise ja testimiskeskkonna kontrollimisele, et tagada tulemuse väärtuse täpsus. Testimise ajal tuleb arvestada kahe peamise eeltingimusega:

1. Proovi nõuded: Paksus peab olema ≥ 6 mm ja pinna karedus (Ra) ≤ 0,8 μm. See hoiab ära ebapiisava paksuse või ebatasase pinna põhjustatud andmete moonutamise.

2. Keskkonnakontroll: Testimist on soovitatav läbi viia keskkonnas, mille temperatuur on 23 ± 2 ℃ ja suhteline õhuniiskus 50 ± 5%. Temperatuurikõikumised võivad oluliselt mõjutada polümeermaterjalide, näiteks Peeki kõvaduse näitu.

Erinevatel standarditel on testimisprotseduuride osas veidi erinevad sätted, seega tuleb tegelikkuses selgelt määratleda allpool toodud alused.

Teatud tugevdatud PEEK-komposiitmaterjalide kõvadus võib isegi ületada HRC 50. Nende mehaanilisi omadusi on vaja testida, uurides selliseid näitajaid nagu tõmbetugevus, paindetugevus ja löögitugevus. Standardiseeritud katsed tuleks läbi viia vastavalt rahvusvahelistele standarditele, nagu ISO ja ASTM, et tagada nende kvaliteedi ja toimivuse stabiilsus ning garanteerida nende rakenduste ohutus ja usaldusväärsus asjakohastes valdkondades.